Fenton氧化和DTCR捕集處理煙氣脫硫廢水工藝

　　為減輕燃煤發(fā)電產(chǎn)生的二氧化硫氣體對自然環(huán)境、工農(nóng)業(yè)的危害，新建火電廠都建有燃煤煙氣脫硫系統(tǒng)。煙氣脫硫主流方法是濕法，具有技術(shù)成熟、脫硫效率高、對煤種適應(yīng)性好、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，其中石灰石―石膏法是目前世界上技術(shù)最成熟、實(shí)用業(yè)績最多、運(yùn)行狀況最穩(wěn)定的煙氣脫硫工藝。

　　燃煤煙氣石灰石-石膏法脫硫廢水，其雜質(zhì)主要來源于煙氣、脫硫劑。

　　脫硫廢水的水質(zhì)特點(diǎn)主要是：

　　(1)廢水呈弱酸性;

　　(2)重金屬離子含量高;

　　(3)懸浮物濃度高，脫硫廢水中的懸浮物主要是石膏顆粒、二氧化硅以及鐵、鋁的氫氧化物;

　　(4)陰離子濃度高，主要有氯離子、硫酸根、亞硫酸根、氟離子等。

　　若直接排入水體，會(huì)對環(huán)境造成極大損害。通過對脫硫廢水的特點(diǎn)分析可知，需要處理的主要項(xiàng)目有pH值、重金屬、COD，懸浮物。

　　本文針對某熱電有限公司的石灰石-石膏法脫硫廢水，采用Fenton氧化、鈣鹽沉淀以及化學(xué)沉淀+重捕劑螯合分別去除廢水中的COD、氟離子以及重金屬，通過實(shí)驗(yàn)研究確定了相關(guān)工藝參數(shù)，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際工程，分析了實(shí)際工程的運(yùn)行效果。

　　1、實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1 脫硫廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

　　煙氣脫硫廢水來自某熱電有限公司的石灰石-石膏系統(tǒng)。廢水經(jīng)處理后排入設(shè)置二級污水處理廠的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)，第一類污染物執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)表1標(biāo)準(zhǔn)、第二類污染物執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)表4中三級標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)水指標(biāo)及排放標(biāo)準(zhǔn)詳見表1-1。

　　1.2 處理工藝設(shè)計(jì)

　　從表1-1脫硫廢水水質(zhì)指標(biāo)可以看出，脫硫廢水的主要污染因子為COD、氟離子和重金(Cd、As)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室小試并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，我們提出圖1-1所示的處理工藝流程。即采用Fenton氧化工藝處理去除COD、鈣鹽沉淀去除氟化物、化學(xué)沉淀+重捕劑螯合去除重金屬，最終出水達(dá)標(biāo)納管。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 Fenton氧化去除COD實(shí)驗(yàn)優(yōu)化

　　將硫廢水pH值調(diào)為4.0，投加2.0g/L的H2O2，在反應(yīng)時(shí)間120min條件下，F(xiàn)eSO4投加量與COD去除率的關(guān)系見圖2-1。從圖中可以看出，隨著FeSO4投加量的增加，COD去除率先增加后減少，當(dāng)FeSO4投加量為0.8g/L時(shí)，COD去除率達(dá)到最高值54.0%。因此，F(xiàn)eSO4的適宜投加量為0.8g/L。

　　將硫廢水pH值調(diào)為4.0，投加0.8g/L的FeSO4，在反應(yīng)時(shí)間120min條件下，H2O2投加量與COD去除率的關(guān)系見圖2-2。從圖中可以看出，隨著H2O2投加量的增加，COD去除率先快速增加后趨于穩(wěn)定，當(dāng)H2O2投加量為2.5g/L時(shí)，COD去除率接近穩(wěn)定，值為59.2%。因此，H2O2的適宜投加量為2.5g/L。

　　2.2 DTCR捕集劑去除重金屬實(shí)驗(yàn)優(yōu)化

　　DTCR是一種高分子重金屬離子捕集沉淀劑。對于脫硫廢水，DTCR投加量與水中Cd和Zn濃度的關(guān)系如圖2-3所示。隨著DTCR投加量的增加，廢水中Cd先迅速降低，再趨于穩(wěn)定，而Zn含量則持續(xù)降低;當(dāng)DTCR投加量為3.0mg/L時(shí)，Cd和Zn的濃度分別降低到0.013mg/L和1.5mg/L，均低于排放要求。因此，投加3.0mg/L的DTCR能使脫硫廢水中初始濃度分別為0.3mg/L的Cd和3.0mg/L的Zn降低到排放標(biāo)準(zhǔn)以下。

　　通過上述COD和重金屬去除實(shí)驗(yàn)說明：利用Fenton氧化法可去除部分COD，利用化學(xué)沉淀法+重金屬捕捉聯(lián)合處理工藝能夠有效去除Cd和Zn等金屬離子。因此，本實(shí)驗(yàn)很好的驗(yàn)證了圖1-1提出的工藝方案是可行的。

　　3、示范工程工藝流程與運(yùn)行成本分析

　　3.1 工藝流程

　　根據(jù)小試并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，我們提出了3-1所示的處理工藝流程。脫硫廢水首先收集至集水池，在反應(yīng)池內(nèi)加入硫酸亞鐵、雙氧水和酸進(jìn)行Fenton氧化，再在中和池加入石灰乳調(diào)節(jié)pH至中性并除F，最后在絮凝池加入重捕劑、助凝劑絮凝沉淀去除重金屬，處理出水達(dá)標(biāo)納管。沉淀池產(chǎn)生的污泥機(jī)械脫水后外運(yùn)處理。

　　3.2 運(yùn)營結(jié)果

　　本工程于2017年11月調(diào)試完成，處理出水中的第一類污染物執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)表1標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)表3-1，總鎘和總砷在處理后降低到原水的十分之一，達(dá)到了納管標(biāo)準(zhǔn)。處理出水中的第二類污染物執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)表4中三級標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)表3-1，氟化物和COD處理后達(dá)到了納管指標(biāo);其中120h調(diào)試期間，沉淀池出水COD全部達(dá)到納管要求(圖3-2)。

　　3.3 運(yùn)行成本

　　本工程中廢水處理費(fèi)用主要由電費(fèi)和藥劑費(fèi)組成。根據(jù)測算，廢水處理運(yùn)行過程中，電費(fèi)為0.42元/m3廢水，藥劑費(fèi)為4.59kg/m3廢水，合計(jì)5.01元/m3廢水，廢水處理費(fèi)用處于較低水平。

　　4、結(jié)論

　　石灰石-石膏法脫硫廢水中主要超標(biāo)因子是COD、重金屬和氟離子，通過Fenton氧化、鈣鹽沉淀以及化學(xué)沉淀+重捕劑螯合等組合方法能有效去除上述污染因子。小試實(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)enton氧化中FeSO4和H2O2的最佳投加量為0.8g/L和2.5g/L，同時(shí)投加3.0mg/L的DTCR能使脫硫廢水Cd和Zn濃度降低到排放標(biāo)準(zhǔn)以下。而在工業(yè)示范中采用上述方法和優(yōu)化的工藝參數(shù)，使處理出水達(dá)到了預(yù)定的納管指標(biāo)，而且運(yùn)行費(fèi)用僅為5.01元/m3廢水。因此，該技術(shù)處理工藝簡單、效果穩(wěn)定、運(yùn)營成本低，為有效處理石灰石-石膏法脫硫廢水提供了一種可靠的方法。(來源：中機(jī)國能江山熱電有限公司，浙江中泰環(huán)保股份有限公司)